James Watt (*19.01.1736)


Bol škótsky vynálezca, mechanik, fyzik a matematik. Jeho vylepšenie parného stroja sa stalo základom priemyselnej revolúcie. Neskôr vynašiel ešte výkonnejší dvojčinný parný stroj. Je po ňom v Medzinárodnej sústave jednotiek pomenovaná jednotka výkonu. 19.1.1736 sa narodil James Watt.

Wattov starý otec, Thomas Watt, narodený v roku 1642 sa presťahoval z rodného Aberdeenu do Cartsdyke, dnes predmestie Greenocku. Tu založil školu matematiky a učil miestnych rybárov a námorníkov ako správne navigovať. Neskôr zastával aj sudcovské funkcie a stal sa jedným z popredných občanov Greenocku. Dokázal vybudovať úspešný podnik, ktorý opravoval lode, navigácie a kompasy.

James Watt
Portrét Watta od Carla Frederika von Breda.

Po smrti Thomasa prevzal podnik jeho druhorodený syn, James Watt. Ten rozšíril podnikanie a zamestnával až 40 robotníkov. Po strate jednej lode prevážajúcej veľmi hodnotný materiál však prišiel o väčšinu majetku. Okrem podnikania pôsobil aj v štátnej správe. Viac ako dvadsať rokov bol členom greenockej rady, istý čas aj jej pokladníkom, nakoniec aj bailiom (obdoba richtára) mesta. Bol ženatý s Agnes Muirheadovou pochádzajúcou zo starej rodiny Muirheadovcov, ktorá sa už v 12. storočí usadila v v oblasti neskoršieho grófstva Lanarkshire.

Narodilo sa im celkom päť detí, štyria synovia a jedna dcéra. Traja z nich ale zomreli už v mladosti. Okrem Jamesa Watta sa dospelosti dožil ešte jeho brat John, ktorý však zomrel na mori na ceste do Ameriky vo veku len vyše dvadsať rokov. Mladý James tak zostal jediným žijúcim potomkom.


Mladý James Watt

James Watt už od detstva vynikal v matematike. Kvôli svojmu chatrnému zdraviu však ale nemohol spočiatku navštevovať školu. Preto sa jeho vzdelávaniu venovali jeho rodičia doma. Matka ho naučila čítať a otec ho neskôr naučil základy aritmetiky a geometrie. Za jeho domáce vzdelávanie boli rodičia často karhaní. Neskôr James Watt navštevoval obchodnú školu a neskôr gymnázium, kde sa zaujímal najmä o fyziku a matematiku. Často ho pre jeho inteligenciu radi vzdelávali aj miestni odborníci. Podľa Wattových životopiscov za jeho neskorším úspechom treba hľadať to, že už ako malý trávil čas v otcovej dielni, kde vyrábal kladkostroje, rumpály a pod.

James Watt
Socha Watta v Hunterian Museum v Glasgowe od Francisa Chantreyho.

Od svojich 14 rokov sa často zdržiaval u svojho strýka v Glasgowe, kde sa začal zaujímať o chémiu a anatómiu. Po smrti svojej matky začal u strýka aj následne od júna roku 1754 do mája 1755 bývať. V Glasgowe sa začal živiť ako výrobca meradiel ale aj opravou a výrobou rôznych iných vecí, ako napríklad okuliarov, huslí, spinetov, rybárskych prútov či kladiek.

V tom čase sa Watt zoznámil Johnom Andersonom, profesorom prírodnej filozofie. Ten si Watta tak obľúbil, že mu umožnil prístup do svojej vedeckej knižnice, v ktorej Watt trávil veľa času. Prostredníctvom Johna Andersona bol uvedený do spoločnosti ďalších profesorov. Najviac upútal pozornosť profesora prírodnej filozofie doktora Dicka, na ktorého radu sa Watt rozhodol odísť do Londýna, aby dosiahol vyššiu úroveň vzdelania. Zo zdravotných dôvodov však musel v auguste 1756 odísť. So sebou si vzal aj niekoľko nových a vzácnych nástrojov.

James Watt
James Eckford Lauder: James Watt a parný stroj. (1855)

James Watt sa vracia do Glasgowu

Po uzdravení sa James Watt vrátil do Glasgowu, kde si chcel založiť svoj vlastný podnik. V tom čase nepôsobil v Škótsku žiadny výrobca meradiel. V podnikaní sa však Watt nemohol uplatniť, pretože cechové pravidlá vyžadovali sedem rokov štúdií. Pomohol mu až jeho priateľ, profesor Dick, od ktorého dostal ponuku na opravu astronomických prístrojov z Jamajky odkázaných Glasgowskej univerzite. Watt si za túto prácu zarobil svoje prvé väčšie peniaze a neskôr bol na Glasgowskej univerzite zamestnaný ako univerzitný mechanik.

James Watt
Chantreyho socha Jamesa Watta

Na univerzite si Watt čoskoro získal povesť všeumelca. Preto bol Watt profesorom Jospehom Blackom, objaviteľom skupenského tepla, požiadaný o zostrojenie organu do svojho bytu. Aj keď Watt nikdy takú prácu nerobil, prijal ju. Naštudoval si teóriu, akustiku a hudbu. Nakoniec pre svojho priateľa vytvoril kvalitný nástroj. Wattova povesť sa začala rýchlo šíriť a medzi svojimi spolupracovníkmi bol známy ako ten, čo vie vyrobiť čokoľvek.

Parné stroje

Parnými strojmi sa Watt začal prvýkrát zaoberať v roku 1759 na popud svojho priateľa Robinsona. Ešte v tom istom roku sa Watt pokúsil vytvoriť malý model parou poháňaného vozidla, ktorý sa však neosvedčil. Neskôr Watt zistil, že Glasgovská univerzita má k dispozícii najnovší model Newcomenovho parného stroja. Ten bol ale poslaný na opravu do Londýna. Na Wattov popud stroj vrátili naspäť do Glasgowu a on bol poverený jeho opravou. Pretože väčšina prác na túto tému bola vo francúzštine, taliančine či nemčine, naučil sa postupne všetky tri reči.

James Watt
Rytina parného stroja z roku 1784, ktorý navrhli Boulton a Watt

Počas opravy Newcomenovho parného stroja si všimol, že kotol dodáva paru iba na pár zdvihov piestu. Potom bolo potrebné čakať na vytvorenie novej pary. O možnostiach väčšej efektivity parného stroja premýšľal niekoľko ďalších mesiacov. Vedel ako zabrániť rýchlemu skvapalňovaniu pary pri jej vstupe do valca: valec musí byť minimálne rovnako teplý, ako vstupná teplota pary. Na druhej strane potreboval, aby bol parný valec čo najchladnejší. Nakoniec došiel na riešenie. Paru nie je nutné zrážať priamo vo valci, ale v inej, s valcom spojenej nádobe. Vyrobil teda oddelený kondenzátor, čím stroj výrazne zefektívnil. Ďalej pokračoval vo vylepšovaní parného stroja. Neskôr prišiel aj na to, že efektivita parného stroja sa zvýši ešte viac tým, keď parný valec uzavrie na oboch stranách. Vynašiel tak dvojčinný parný stroj.

Spájanie síl

Na realizáciu svojich objavov však Watt nemal dostatok financií. Všimol si ho však podnikateľ John Roebuck, ktorý si uvedomoval, čo môže Wattov stroj znamenať pre jeho bane. Roebuck používal Newcomenov parný stroj na odčerpávanie vody z baní. Jeho slabý výkon však spôsoboval, že ak bolo vody príliš, vznikali záplavy a baníci sa mohli utopiť.

James Watt
Fragment valca Wattovho prvého funkčného motora v Carron Works vo Falkirk.

Ako podmienku za svoju finančnú pomoc Wattovi požadoval Roebuck podiel na patentovej ochrane. To Wattovi umožnilo, aby na svojom vynáleze pracoval čo najintenzívnejšie. Watt mu už v novembri 1765 poslal podrobné nákresy, podľa ktorých mal Roebuck vo svojich železiarňach Carron Iron Works odliať piestový valec. Prvý pokus sa nevydaril moc úspešne. Wattovi sa ale nakoniec podarilo zostrojiť funkčný model a stroj si nechal patentovať. Dňa 5. januára 1769 mu bol udelený patent číslo 913. Jeho názov znel „Novo vynájdený spôsob zmenšenia spotreby pary a paliva v ohňových strojoch“.

V roku 1772 Roebuck zbankrotoval. Svoj podiel na Wattovom patente prenechal Roebuck Matthewovi Boultonovi. Ten sa nakoniec zaslúžil o praktické rozšírenie Wattovho vynálezu.

James Watt
Zachovaný Wattov parný stroj na univerzite v Loughborough.

Boulton bol majiteľom továrne na hodinárske a ozdobné predmety. V roku 1770 zamestnával už 700 robotníkov. Pre svoju továreň v Soho hľadal spôsob, ako si zaobstarať lacnú hnaciu silu. Riaditeľom jeho závodov bol technik William Small, Watttov priateľ, ktorý Boultona upozornil na Wattovu prácu. Ten sa nakoniec rozhodol stať Wattovým partnerom, ale len pri dodržaní troch podmienok. Jeho stroj musí fungovať, ukončí partnerstvo s Roebuckom a jeho práva prenesie na Boultona a predĺžiť patentovú ochranu o 25 rokov, teda až do roku 1800.
Nakoniec sa Wattovi podarilo všetky podmienky splniť.

James Watt
Parný stroj vyrobený podľa patentu Jamesa Watta v roku 1848 vo Freibergu v Nemecku.

James Watt pri zrode revolúcie

Začiatkom roku 1775 bola zhotovená najdôležitejšia súčiastka, parný valec. Odliata bola vo vtedy vyhlásenej zlievarni Johna Wilkinsona. Po namontovaní valca stroj konečne fungoval. Na základe toho Wilkinson objednal v Boultonovej a Wattovej firme svoj podnik prvý parný stroj. Neskôr bolo dohodnuté, že všetky súčasti pre parné stroje bude vyrábať firma Boulton a Watt, ale parné válce bude dodávať Wilkinsonova továreň, ktorá bola vtedy pokladaná za najlepšiu železiareň v Anglicku.

V roku 1776 dodala firma iba jeden parný stroj, nasledujúci rok potom dva stroje. Watt rýchlo pochopil, že budúcnosť je práve v jeho parných strojoch. Firma sa pomerne rýchlo začala pripravovať na hromadnú výrobu a bolo rozhodnuté, že podnik bude pripravený na výrobu 65 parných strojov ročne.

James Watt
Dielňa Jamesa Watta v Heathfield Hall.

Kľúčovou bola objednávka parného stroja do baní v Cornwalle, kde sa používali Newcomenove parné stroje. Prvému parnému stroju pre tieto bane bola venovaná mimoriadna pozornosť a Watt sám išiel do Cornwallu, aby na výstavbu stroja dohliadal. Stroj fungoval dobre, jeho rýchlosť bola rekordná a spotrebovával tretinu uhlia ako súčasné stroje. Po tomto úspechu začalo firme prichádzať veľa nových objednávok. V roku 1784 boli už všetky parné stroje v Cornwalle nahradené Wattovými.

Ďalšie vynálezy

Pred rokom 1780 neexistovala žiadna efektívna metóda, ako vytvárať kópie listov alebo nákresov. Jediná používaná metóda spočívala v použití niekoľkých dohromady spojených pier. Watt sa najskôr svojimi experimentmi snažil zlepšiť túto metódu. Nakoniec však na tento pokus rezignoval a namiesto toho vymyslel novú metódu. Špeciálnym atramentom sa napísal list, naň sa položil špeciálny tenký papier a oba sa valčekom pritlačili.

James Watt
Wattov kopírovací stroj.

Od roku 1782 začal Watt experimentovať s cementom, aby urobil spevnil spoje parných strojov. Do tej doby sa spoje museli pravidelne meniť. Svoje pokusy dokončil o tri roky neskôr, nový cement sa osvedčil a začal byť využívaný pri stavbe strojov.

V roku 1781 pracoval na metóde priamovodu, ktorý by umožnil priamočiary vratný pohyb parného stroja. Wattova metóda fungovala lepšie, než už vtedy patentovaný kľukový hriadeľ. Princíp jeho priamovodu sa využíva dodnes na nápravách automobilov. Ďalej vynašiel napríklad odstredivý regulátor, zotrvačník parného stroja či dvojcestný ventil. Tiež vyriešil utesnenie piestu, nezávisle objavil zloženie vody, upresnil fyzikálny pojem práce a tiež zaviedol jednotku výkonu konská sila. Tú neskôr nahradila v sústave SI jednotka pomenovaná po Jamesovi Wattovi – 1 watt.

James Watt
Portrét Jamesa Watta z roku 1806 od Johna Partridgea.

Záver života

V roku 1800 odišiel Watt na odpočinok. V tom istom roku vypršal jeho patent a jeho obchodné partnerstvo s Boultonom bolo odovzdané ich synom, Matthewovi Robinsonovi Boultonovi a Jamesovi Wattovi mladšiemu. Watt si kúpil statok Heathfield Hall v Handsworthe, kam sa presťahoval.

James Watt
Obraz Heathfield Hall, Wattovho domu v Handsworthe, z roku 1835 od Allena Edwarda Everitta.

Naďalej však vo svojej pracovni vo svojom dome Heathfield Hall pokračoval na ďalších výskumoch. Zároveň si dopisoval s veľkým množstvom vedcov a sledoval aj ďalší vývoj parného stroja. V roku 1806 dostal čestný doktorát Glasgowskej univerzity. Francúzska akadémia ho zvolila korešpondenčným členom a v roku 1814 sa stal jej zahraničným spolupracovníkom. Stal sa aj členom londýnskej Kráľovskej spoločnosti. Ponúknuté povýšenie do šľachtického stavu ale odmietol. v roku 2011 bol uvedený do Siene slávy škótskeho inžinierstva.

Zomrel dňa 25. augusta 1819 vo svojom dome vo veku 83 rokov. Pochovaný bol 2. septembra v neďalekom kostole sv. Márie.

James Watt
James Watt Memorial College v Greenocku.

Tento obsah bol zaradený v Európa, Veľká Británia a označkovaný ako , , , , , , . Zálohujte si trvalý odkaz.

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *

Táto webová stránka používa Akismet na redukciu spamu. Získajte viac informácií o tom, ako sú vaše údaje z komentárov spracovávané.